DE102007040538A1 - Hydraulic machine's i.e. axial piston machine, abnormal condition diagnosing method, involves comparing model size with corresponding measured variable of machine for producing reference size that is evaluated to diagnose error of machine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsdiagnose einer hydraulischen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Zustandsdiagnose einer hydraulischen Maschine gemäß dem Patentanspruch 13.The The invention relates to a method for condition diagnosis of a hydraulic Machine according to the generic term of claim 1 and a device for condition diagnosis a hydraulic machine according to the claim 13th
Der Zustand einer hydraulischen Maschine, beispielsweise einer Axialkolbenmaschine, wird bisher durch regelmäßige Wartungszyklen überprüft. Bei einer Wartung werden beispielsweise im Betrieb der hydraulischen Maschine aufgezeichnete Körperschallsignale ausgewertet (Schwingungsanalyse), wodurch Verschleißerscheinungen, zum Beispiel Abrieb oder Bruch von Maschinenkomponenten, erkannt werden können. Der Nachteil hierbei ist, dass zwischen den einzelnen Wartungen auftretende Defekte der hydraulischen Maschine erst zum Zeitpunkt der Wartung erkannt werden. Ein erst in der Wartung erkannter Defekt kann bereits gravierende und irreparable Schäden an der hydraulischen Maschine verursacht haben, die zum Ausfall dieser führen könnten. Es ist auch möglich, dass durch diesen Ausfall andere Maschinen beschädigt werden, beispielsweise dann, wenn diese durch die hydraulische Maschine mit Kühlmittel versorgt werden.Of the State of a hydraulic machine, for example an axial piston machine, has so far been checked by regular maintenance cycles. at Maintenance, for example, in the operation of the hydraulic Machine recorded structure-borne sound signals evaluated (vibration analysis), whereby signs of wear, For example, abrasion or breakage of machine components, detected can be. The disadvantage here is that between the individual maintenance occurring defects of the hydraulic machine only at the time of Maintenance can be detected. A defect detected during maintenance can already cause serious and irreparable damage to the hydraulic machine have that could lead to failure of this. It is possible, too, that other machines are damaged by this failure, for example then, when passing through the hydraulic machine with coolant be supplied.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zustandsdiagnose einer hydraulischen Maschine zu schaffen, durch die abnormale Zustände der Maschine einfach erkannt werden können.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus to provide condition diagnosis of a hydraulic machine by the abnormal states the machine can be easily recognized.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the patent claim 1 and a device with the features of claim 13 solved.
Erfindungsgemäß weist das Verfahren zur Zustandsdiagnose einer hydraulischen Maschine folgende Arbeitsschritte auf:
- – Berechnen wenigstens einer vom Zustand des Systems abhängigen Modellgröße mittels einer Berechnungseinrichtung,
- – Vergleichen der wenigstens einen Modellgröße mit einer entsprechenden Messgröße der hydraulischen Maschine mittels der Berechnungseinrichtung zum Erzeugen wenigstens einer Vergleichsgröße,
- – Bewerten der Vergleichsgröße mittels der Berechnungseinrichtung.
- Calculating at least one model variable dependent on the state of the system by means of a calculation device,
- Comparing the at least one model variable with a corresponding measured variable of the hydraulic machine by means of the calculation device for generating at least one comparison variable,
- - Evaluate the comparison size by means of the calculation device.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass Abweichungen vom Normzustand der hydraulischen Maschine automatisch von der Berechnungseinrichtung erkannt werden können.Of the Advantage of this procedure is that deviations from the norm state the hydraulic machine automatically from the calculating device can be recognized.
Wenigstens eine Messgröße ist vorzugsweise eine Eingangsgröße und/oder eine Ausgangsgröße einer hydraulischen Maschine. Die Eingangsgröße kann ein Eingangsdruck und die Ausgangsgröße ein Ausgangsdruck sein. Diese Messgrößen können mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand gemessen werden.At least a measurand is preferred an input and / or an output of a hydraulic machine. The input quantity can be an input pressure and the output is an output pressure be. These measurands can with be measured low device complexity.
Die wenigstens eine Modellgröße kann eine berechnete oder eine empirisch ermittelte bekannte Modellausgangsgröße sein. Die Modellausgangsgröße ist vorteilhafterweise ein Modellausgangsdruck, der direkt mit dem Ausgangsdruck der hydraulischen Maschine vergleichbar ist. Die Modulation des Ausgangsdrucks durch die Kolbenbewegungen in der Maschine sind z. B. empirisch bzw. durch Simulation der Maschine bekannt.The at least one model size can be a calculated or empirically determined known model output. The model output is advantageously a model output pressure directly related to the output pressure of the hydraulic machine is comparable. The modulation of the output pressure by the piston movements in the machine z. B. empirically or by simulation of the machine known.
Wenigstens eine Modellgröße kann mit wenigstens einer Eingangsgröße, beispielsweise dem Eingangsdruck und/oder der Drehzahl, der hydraulischen Maschine berechnet werden. Dies hat den Vorteil, dass eine genauere Berechnung der Modellausgangsgröße durch die Simulationseinheit durchführbar ist.At least a model size can with at least one input, for example the inlet pressure and / or the speed of the hydraulic machine be calculated. This has the advantage that a more accurate calculation the model output by the simulation unit feasible is.
Die wenigstens eine Vergleichsgröße ist vorteilhafterweise ein Vergleichsdruck, der einfach durch Vergleichen des Modellausgangsdrucks mit dem Ausgangsdruck der hydraulischen Maschine erzeugt werden kann.The at least one comparison variable is advantageous a comparison pressure simply by comparing the model output pressure be generated with the output pressure of the hydraulic machine can.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die wenigstens eine Messgröße in etwa in Echtzeit mit der wenigstens einen Modellgröße verglichen wird. Schäden der hydraulischen Maschine können hierdurch frühzeitig erkannt werden. Es können jedoch auch in hinreichend geringen zeitlichen Abständen Messwerte aufgenommen werden und daraufhin ohne Echtzeitanforderung analysiert werden.Especially It is advantageous if the at least one measured variable is approximately is compared in real time with the at least one model size. Damage the hydraulic machine can thereby early be recognized. It can but also at sufficiently short time intervals measured values recorded and then analyzed without real-time request become.
Die hydraulische Maschine ist beispielsweise eine Axialkolbenmaschine. Bei dieser können sehr hohe mechanische Beanspruchungen auftreten, wodurch eine einfache Erkennung des Zustandes besonders wichtig ist, damit Schäden vermieden werden können, wie beispielsweise ein defekter Kolben, oder ein defekter Gleitschuh.The Hydraulic machine is for example an axial piston machine. This can be very high mechanical stresses occur, creating a simple Detecting the condition is particularly important so that damage can be avoided can, such as a broken piston, or a defective shoe.
Die Berechnungseinrichtung kann als Mikrocomputer ausgeführt sein. Diese weisen kostengünstige Betriebs- und Herstellungskosten auf.The Calculation device can be designed as a microcomputer. These have cost-effective Operating and manufacturing costs.
Die Bewertungsgröße kann vorzugsweise zur Fehlerdiagnose der hydraulischen Maschine dienen.The Evaluation size can preferably serve for fault diagnosis of the hydraulic machine.
Die Vorrichtung zur Zustandsdiagnose einer hydraulischen Maschine hat eine Simulationseinheit zum Berechnen wenigstens einer Modellgröße und/oder eine Speichereinheit zum Speichern einer empirisch bekannten Modellgröße oder eines Modellgrößenkennfelds, eine Vergleichseinheit zum Erzeugen einer Vergleichsgröße durch Vergleichen der wenigstens einen Messgröße, die beispielsweise von einer Messeinrichtung an der hydraulischen Maschine erhalten wird, mit der wenigstens einen Modellgröße, und eine Bewertungseinheit zum Bewerten der Vergleichsgröße.The state machine diagnostic device of a hydraulic machine has a simulation unit for calculating at least one model size and / or a storage unit for storing an empirically known model size or model size map, a comparison unit for generating a comparison quantity by comparing the at least one measured quantity obtained, for example, from a measuring device on the hydraulic machine, with the at least one model size, and an evaluation unit for evaluating the comparison quantity.
Die Messgröße, die von der Vorrichtung bearbeitet wird, ist vorzugsweise ein Eingangsdruck und/oder ein Ausgangsdruck einer hydraulischen Maschine und die wenigstens eine Modellgröße ein berechneter Modellausgangsdruck. Bei einem Schaden der hydraulischen Maschine können sich die Drücke verändern, wodurch mit diesen eine Aussage über den Zustand des Systems getroffen werden kann.The Measurand, the is processed by the device is preferably an input pressure and / or an output pressure of a hydraulic machine and the at least a model size a calculated one Model output pressure. In case of damage to the hydraulic machine can the pressures change, with which a statement about the state of the system can be taken.
Die hydraulische Maschine ist beispielsweise eine Axialkolbenmaschine.The Hydraulic machine is for example an axial piston machine.
Die Bewertungseinheit kann zur Fehlerdiagnose der hydraulischen Maschine eingesetzt werden. Hierfür eignet sich diese Vorrichtung besonders gut, da Schäden sicher und zuverlässig berechnet werden können.The Assessment unit can be used to diagnose the fault of the hydraulic machine be used. Therefor This device is particularly good, because damage is safe and reliable can be calculated.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following will be a preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:
In
Der
Eingangs- und Ausgangsdruck pi, po werden als digitale Betriebssignale in
eine Berechnungseinrichtung in Form eines Mikrorechners
Die
Simulationseinheit
Die
Weitergabe des Modellausgangsdrucks po' zur Vergleichseinheit
Die
Vergleichseinheit
In
Der
Mikrorechner
Es ist denkbar, anstelle oder zusätzlich zu den Eingangs- und Ausgangsdrucksignalen pi, po, noch weitere Zustandsgrößen oder andere Größen der hydraulischen Maschine, beispielsweise die Durchflussrate, mit entsprechenden Modellgrößen in einem Mikrorechner zu vergleichen.It is conceivable, instead of or in addition to the input and output pressure signals p i , p o , to compare further state variables or other variables of the hydraulic machine, for example the flow rate, with corresponding model variables in a microcomputer.
Das Verfahren und die Vorrichtung kann beispielsweise auch für Rotationsmaschinen verwendet werden, um beispielsweise einen defekten Kolben oder einen sich anbahnenden Defekt an einem Kolben frühzeitig zu erkennen.The Method and apparatus may, for example, also for rotary machines used, for example, a defective piston or a to recognize early oncoming defect on a piston.
Offenbart ist ein Verfahren zur Zustandsdiagnose einer hydraulischen Maschine, mit den Schritten:
- – Berechnen einer vom Zustand der Maschine abhängigen Modellgröße eines Modells der hydraulischen Maschine,
- – Erzeugen einer Vergleichsgröße durch Vergleichen der Modellgröße mit einer entsprechenden Messgröße der hydraulischen Maschine,
- – Bewerten der Vergleichsgröße.
- Calculating a model-dependent model state of a model of the hydraulic machine,
- Generating a comparison variable by comparing the model size with a corresponding measured variable of the hydraulic machine,
- - Rate the comparison size.
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Maschinemachine
- 44
- Streckenpfeilroute arrow
- 66
- Streckenpfeilroute arrow
- 88th
- Mikrorechnermicrocomputer
- 1010
- Streckenpfeilroute arrow
- 1212
- Streckenpfeilroute arrow
- 1414
- Simulationseinheitsimulation unit
- 1616
- Vergleichseinheitcomparing unit
- 1818
- Streckenpfeilroute arrow
- 2020
- Streckenpfeilroute arrow
- 2222
- Bewertungseinheitassessment unit
- 2424
- Kreisbereichcounty area
- pi p i
- Eingangsdruckinlet pressure
- po p o
- Ausgangsdruckoutput pressure
- ee
- Vergleichsgrößebenchmark
- t0 t 0
- Zeitpunkttime
- pm p m
- Mitteldruckmedium pressure
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